《规划》提出，到2025年，北京国际科技创新中心基本形成，建设成为世界主要科学中心和创新高地。
到2035年，北京国际科技创新中心创新力、竞争力、辐射力全球领先，建成全球人才高地，实现高水平科技自立自强，切实支撑好科技强国建设，更好向世界展示科技创新“中国贡献”。
（“十四五”时期国际科技创新中心建设预期性指标）
《规划》特别提出，强化战略科技力量，在国家实验室体系、北京怀柔综合性国家科学中心、新型研发机构、高校院所、科技领军企业牵头的创新联合体等方面进行布局。
《规划》还提出，突破集成电路、关键新材料“卡脖子”技术、通用型关键零部件、关键仪器设备等重点领域关键核心技术。
推动建立三个创新中心
《规划》布局了体系化的战略科技力量。
国家实验室体系包括国家实验室、国家重点实验室、国家创新平台等。
《规划》提出，发挥国家实验室作为国家战略科技力量的引领作用。推动“三城一区”内的科技领军企业、高校院所和新型研发机构积极参与国家实验室建设。
国家重点实验室则强调体系化发展。打破国家重点实验室依托单位行政隶属限制，鼓励围绕重点领域协同开展基础研究和应用基础研究。支持科技领军企业在京牵头建设国家重点实验室。
在国家创新平台方面，《规划》提出推动国家级技术创新中心、制造业创新中心等在京布局发展，还重点提到了国家新能源汽车技术创新中心、国家玉米种业技术创新中心、京津冀国家技术创新中心。这三个中心分别聚焦车规级芯片关键技术、现代种业技术创新体系、区块链、疫苗等领域。
北京怀柔综合性国家科学中心关键探索
北京怀柔综合性国家科学中心的关键因素是重大科技基础设施。
依托重大科技基础设施，将开展多方面的研究、体制探索。包括：
1、人才体制。加大服务国际科技合作交流力度，加快聚集相关领域国际顶尖科学家，组建稳定、专职的研制、工程、管理人员队伍。
2、前沿研究。凝练提出基础前沿领域原创性研究选题，探索新型科研组织形式，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。
3、科研共享。建立重大科技基础设施与国家实验室、新型研发机构、高新技术企业等对接服务资源共享机制。
在这些领域建设世界一流新型研发机构
《规划》提出，持续建设世界一流新型研发机构。
争取在量子计算、超大规模新一代人工智能模型、微纳能源与自驱动传感技术、类神经元芯片和双向闭环脑机接口、干细胞治疗与再生医学等方面形成一批重大原创成果，在前沿技术领域谋划布局建设新一批世界一流新型研发机构。
《规划》提出，充分发挥高水平高校院所基础研究主力军作用。
争取在高水平研究型大学布局建设若干前沿科学中心，推动“双一流”高校建立产教融合创新平台，鼓励和支持在京高能级科研机构解决重大原创的科学问题，深入推进北京高校卓越青年科学家计划项目，强化首都高端智库功能。
《规划》还提出，积极构建科技领军企业牵头的创新联合体。
这种创新联合体将由科技领军企业牵头、高校院所支撑、各创新主体相互协同。支持科技领军企业联合高校院所组建联合实验室、新型共性技术平台等，引导科技领军企业打造开放式创新平台。
加强原创性引领性科技攻关
解决“从0到1”以及“卡脖子”技术的突破是科技自立自强的重要方面。《规划》提出了重点领域关键核心技术、前沿技术、其他前沿领域的布局。
其中，重点领域关键核心技术包括集成电路产研一体化研发、关键新材料“卡脖子”技术攻关、通用型关键零部件研发、关键仪器设备研发。
重点领域前沿技术包括人工智能前沿技术研发、量子信息前沿技术研发、区块链前沿技术、生物技术前沿技术研发。
其他前沿领域布局包括生物育种、空天科技创新。